Tài liệu Chương 9: Kênh và công trình trên kênh pdf

KHÁI QUÁT* Kênh là công trình dẫn nước, hở hoặc kín, đào hoặc đắp, đất hoặc xây lát để chuyển nước và phục vụ các yêu cầu khác nhau.. Theo mặt cắt ngang: Kênh kín, kênh hở *Trên kênh có

CHƯƠNG 9: KÊNH VÀ CÔNG TRÌNH TRÊN KÊNH

GVC ThS- Phạm Quang Thiền

§9.1 KHÁI QUÁT

* Kênh là công trình dẫn nước, hở hoặc kín, đào hoặc đắp, đất hoặc xây lát để chuyển nước và phục vụ các yêu cầu khác nhau.

*Phân loại:

1 Theo hình thức kết cấu có: kênh đất - kênh xây

2 Theo mục đích:

+ Kênh dẫn nước phát diện.

+ Kênh tưới, dẫn nước vào ruộng.

+ Kênh vận tải.

+ Kênh cấp nước.

+ Kênh tháo nước.

§9.1 KHÁI QUÁT

3 Theo vị trí tương đối với mặt bằng xung quanh:

+ Kênh nổi.

+ Kênh chm.

+ Kênh nửa nổi.

4 Theo mặt cắt ngang: Kênh kín, kênh hở

*Trên kênh có các công trình trên kênh để chia nước, khống

chế Q và Z.

+ Cống.

+ Xi phông, cầu máng

+ Dốc nước, bậc nước.

Hình 9-1 Một số hình dạng mặt cắt kênh

Đ9.2 KấNH

- Khi thiết kế kờnh cần chỳ ý:

Là mặt cắt cú lợi nhất về thủy lực

Kờnh đào: nếu ω khụng đổi, tăng h, giảm b thỡ cú lợi

Kờnh đắp: dựng mặt cắt nụng và rộng thường cú lợi

m = f (địa chất, điều kiện thi cụng ): chọn theo đ/k ổn định

Đảm bảo kờnh khụng bị xúi thỡ V < Vkx tớnh theo (16-2) với kờnh đất

đối với đất tốt, nén chặt A = 1,4 đất tương đối rời A = 1,2.

Đảm bảo kờnh khụng bị bồi lắng thỡ hàm lượng bựn cỏt phải nhỏ hơn năng lực vận chuyển bựn cỏt của dũng chảy P tớnh theo (16-3)

tb

n tb kx

D7

RL

D.gA

3

m/kgRJVV

700P

ωω

=

§9.2 KÊNH

II Thấm và biện pháp chống thấm cho kênh

- Nước trong kênh bị bốc hơi và thấm

- Thấm từ kênh phụ thuộc vào:

§9.2 KÊNH

- Các tấm bê tông, bê tông cốt thép.

- Dùng bê tông nhựa đường

IV Chọn tuyến kênh

- Sao cho khối lượng đào đắp gần bằng nhau

- Cố gắng chọn tuyến kênh thẳng hoặc theo đường đổng mức

- Không chọn qua vùng đá, vùng đất dễ trượt, thấm lớn

- Tránh sông ngòi, đường giao thông để giảm công trình

- Phù hợp với biện pháp thi công

- Không qúa cong: R ≥ 5L (L chiều dài đoàn thuyền)

Đ9.2 KấNH

V Một số cụng trỡnh bảo vệ kờnh

1 Tràn bờn bờ kờnh:

- Để trỏnh nước tràn qua bờ

- Thường làm trước cống điều tiết (hỡnh 9-5)

2 Cống thỏo cuối kờnh (hỡnh 9-6).

Để thỏo cạn kờnh hoặc xả bớt lượng nước thừa

3 Kờnh tiờu sườn dốc (hỡnh 9-7).

1

2

3

Hình 16-7 Sơ đồ bố trí kênh tiêu sườn dốc (1) sườn dốc (2) kênh tiêu (3) kênh dẫn

§9.2 KÊNH

4 Cống luồn Để tiêu nước phía bị tuyến kênh chắn.

5 Tràn băng: Là máng tiêu nước vượt qua kênh.

§9.3 CỐNG

I Nhiệm vụ

- Dâng nước, điều tiết Q, chia nước, tháo nước, dẫn nước

- Chuyển nước khi gặp kênh khác hoặc đường giao thông

II Phân loại

Làm rời hay liền với tường.

Tính theo dầm đảo ngược hoặc phương pháp

dầm trên nền đàn hồi

§9.3 CỐNG

Kênh qua thung lũng, khe lạch (hai bờ dốc).

Qua con kênh, con sông khác

Qua vùng đất thấm nhiều, vùng lầy thụt (hình 9-13)

§9.4 CẦU MÁNG

- Gồm:

Cửa vào, cửa ra (hình 9-14): thuận, có tường cánh và sân

Hinh 9-14 Cửa vào, cửa ra của cống

Thân là bộ phận chuyển nước chủ yếu

Giá đỡ: kê tự do theo dạng dầm đơn hoặc liên tục

§9.4 CẦU MÁNG

II Tính toán thủy lực:

- Độ dốc của cầu máng, tính như dòng đều và thường chọn 1/500 ÷

1/1200 Vận tốc trong máng chọn 1 ÷ 2 (m/s), không nên chọn lớn hơn

Nếu Q* ≠ Q, thay lại b và tính lại

+ Xử lý cửa vào kênh hạ lưu để tránh ảnh hưởng của độ cao hồi phục Z' (Z' lấy theo bảng 9-2) bằng cách hạ đáy kênh xuống một đoạn P3 theo

P3 = hh - (h + z’) (9 - 17)

, gz 2 h b

§9.4 CẦU MÁNG

§9.4 CẦU MÁNG

- Nơi phõn đoạn cú thiết bị chống thấm.

- Thõn mỏng gỏc sõu vào bờ một đoạn dài 2 ữ 5 (m).

4 Cầu mỏng bằng vật liệu xi măng lưới thộp:

- Ưu điểm: mỏng nhẹ; tiết kiệm xi măng, thộp; chế tạo sẵn và xõy dựng theo phương phỏp lắp ghộp thi cụng nhanh, chất lượng thi cụng đảm bảo (hỡnh 9- 22).

i

ii ii i

ii - ii

i - i iii iii iii - iii

Hình 16 - 22 Sơ đồ cầu máng vỏ mỏng

§9.4 CẦU MÁNG

0,3)D, phần dưới là nửa đường tròn)

- Thân máng có cấu tạo lần lượt từ ngoài vào giữa:

Khung bê tông cốt thép.

Máy đặt lên theo dầm đơn hoặc dầm liên tục.

- Tính kết cấu:

Tính theo phương ngang và phương dọc.

Tính như không gian vỏ mỏng, hình trụ: nếu L/D < 3 tính theo lý thuyết

vỏ Nếu L/D > 3 tính theo lý thuyết dầm.

Chế độ làm việc không ổn định, rung.

Khó tu sửa, kiểm tra.

Đ9.5 XI PHễNG NGƯỢC

Hình 16 - 23 Các loại xi phông ngược a) loại giếng; b) loại ống nghiêng

- Hỡnh thức (hỡnh 9-23):

Cửa vào, ra phải thuận

§9.5 XI PHÔNG NGƯỢC

§9.5 XI PHÔNG NGƯỢC

§9.5 XI PHÔNG NGƯỢC

1 Xi phông gỗ (hình 9-26)

- Mặt cắt tròn và đặt nổi: ở sườn đặt trên mố, khe sâu đặt trên cầu.

- Ưu điểm: thi công, chế tạo, bảo quản, sửa chữa dễ dàng.

- Dùng không được lâu, thấm mất nước nhiều, cột nước đo áp nhỏ.

- Cấu tạo:

Ván gỗ: ghép lại với nhau.

Vành đai: néo gỗ cho khít.

Mố đỡ:Mố trung gian (không cản chuyển vị dọc): 2m một mố, bằng gỗ, BT Mố cố định: (3 ÷ 5) mố đơn có 1 mố cố định, khi tuyến ống thay đổi đột ngột

Hinh 9 - 26 Xi phông gỗ

Đ9.5 XI PHễNG NGƯỢC

2 Ống xi phụng bằng bờ tụng và bờ tụng cốt thộp (hỡnh 9-27)

Dựng khi luồn dưới đỏy sụng, kờnh; chịu ỏp lớn

- Khi D < 1,2 m thỡ dựng ống đỳc sẵn, lắp rỏp Nối tiếp cỏc ống cú bố trớ khớp

- Khi D lớn: đổ bờ tụng tại chỗ, cứ 10 ữ 15 một cú khe lỳn

- Khụng dựng bệ đỡ trung gian mà dựng mố cố định

- Tớnh toỏn kết cấu như với cống ngầm

d) cấu tạo bệ đỡ cố định; e) cấu tạo chỗ nối các đoạn ống

§9.5 DỐC NƯỚC VÀ BẬC NƯỚC

1 Điều kiện sử dụng:

- Dùng khi địa hình thay đổi đột ngột.

- Dùng dốc nước khi:

Cột nước chênh lệch nhỏ hơn 2 m.

i < i0 (i: độ dốc tự nhiên; i0: độ dốc của vật liệu).

- Dùng bậc nước khi:

Cột nước chênh lệch lớn hơn 2 m.

i < i0.

2 Tính toán thủy lực (như ở chương 6: Công trình tháo lũ).

3 Đặc điểm thủy lực cửa vào:

- Hiện tượng:

Nếu h < h1, Q < Q1 có nước đổ gây xói lở.

Nếu h > h1, Q > Q1 có nước dâng gây bồi lắng.

§9.5 DỐC NƯỚC VÀ BẬC NƯỚC

Cửa vào chữ nhật

Miệng khuyết chữ nhật, có ngưỡng liên tục

Miệng khuyết chữ nhật có ngưỡng không liên tục

Dùng cửa vào hình thang liên tục và không liên tục

- Loại cửa vào hình thang có khả năng tự động điều tiết:

b, mcv xác định từ hệ 2 phương trình (9-20) và (9-21)

(9 - 20)

(9 - 21) Với Q1 ứng với H1; Q2 ứng với H2

H1, H2 xác định theo (9-22) và (9-23)

H1 = Hmax - 0,25(Hmax - Hmin) (9 - 22)

H2 = Hmin + 0,25(Hmax - Hmin) (9 - 23)

2 / 3 01

1 1

cv

MH

Q H

m 8 , 0

2 / 3 02

2 2

cv

MH

QH

m8,0

§9.7 THIẾT KẾ HỆ THỐNG KÊNH VÀ CÔNG TRÌNH TRÊN KÊNH

1 Khảo sát, điều tra thu thập tài liệu và phân tích.

2 Chọn tuyến kênh và vị trí, hình thức các công trình trên kênh.

3 Tính toán thủy lực kênh ở từng nhánh, từng đoạn nhằm:

- Xác định mặt cắt.

- Đường mặt nước trên toàn tuyến với một số cấp Q.

4 Lựa chọn kết cấu các bộ phận của kênh, kiểm tra ổn định, độ bền của kênh.

5 Thiết kế từng công trình trên kênh (chú ý thiết kế điển hình).

6 Lập bản vẽ, phương án thi công, tính toán kinh tế, đánh giá tác động môi trường.